Tag: astronomia

Wiele osób jest przekonanych, że latem jest ciepło, bo Ziemia znajduje się wtedy bliżej Słońca. To bardzo popularny mit, a prawda jest inna. Pory roku wynikają z nachylenia osi Ziemi, a nie z tego, jak daleko jesteśmy od naszej gwiazdy.

Skąd wziął się mit o odległości

Na pierwszy rzut oka wydaje się to logiczne: im bliżej źródła ciepła, tym cieplej. Tak jest przy ognisku czy grzejniku. W przypadku Ziemi i Słońca odległości są jednak tak ogromne, a orbita tak zbliżona do okręgu, że ten efekt jest niewielki.

Ziemia porusza się po lekko spłaszczonym okręgu. Najbliżej Słońca jest na początku stycznia, a najdalej na początku lipca. Różnica odległości to zaledwie kilka procent. Co ważne, w Polsce w styczniu panuje zima, choć właśnie wtedy jesteśmy najbliżej Słońca. Gdyby odległość decydowała o porach roku, byłoby dokładnie odwrotnie.

Jest też drugi, prosty argument. Gdy na półkuli północnej jest lato, na południowej trwa zima. Ziemia jest w jednym miejscu orbity, więc nie może być jednocześnie bliżej i dalej od Słońca dla obu półkul. Odległość nie może więc tłumaczyć przeciwnych pór roku.

Prawdziwa przyczyna: nachylona oś Ziemi

Ziemia obraca się wokół osi, która jest nachylona względem płaszczyzny jej orbity. Kąt nachylenia wynosi około 23,4 stopnia. W ciągu roku oś wskazuje wciąż w tym samym kierunku w przestrzeni, więc w różnych punktach orbity raz bardziej „pochyla” się ku Słońcu północną półkulę, a raz południową.

• Gdy półkula północna jest odchylona ku Słońcu, u nas trwa lato, a na południu zima.
• Gdy jest od Słońca odchylona, u nas jest zima, a na południu lato.
• Wiosna i jesień to okresy pośrednie, gdy żadna z półkul nie jest wyraźnie bliżej Słońca.

Dwa efekty, które robią różnicę

Nachylenie osi działa na dwa sposoby i oba się sumują.

Kąt padania promieni

Latem Słońce wysoko wznosi się nad horyzontem, więc promienie padają niemal prostopadle. Ta sama porcja energii oświetla wtedy mniejszą powierzchnię i mocniej ją ogrzewa. Zimą Słońce jest nisko, promienie padają skośnie i rozkładają się na większym obszarze. Do tego przechodzą przez grubszą warstwę atmosfery, która część energii pochłania i rozprasza.

Długość dnia

Latem dzień jest długi, więc ziemia i powietrze mają więcej czasu na nagrzanie się, a noc jest krótka i nie pozwala im zbytnio ostygnąć. Zimą dzieje się odwrotnie: dzień jest krótki, a długa noc wychładza otoczenie.

Warto dodać, że najcieplejsze dni nie przypadają na sam szczyt lata astronomicznego. Woda, ziemia i powietrze nagrzewają się z opóźnieniem, dlatego upały najczęściej przychodzą już po przesileniu letnim. Z tego samego powodu najzimniejszy okres zwykle następuje po najkrótszym dniu w roku.

Przesilenia i równonoce

Cztery momenty w roku mają swoje nazwy:

• przesilenie letnie (około 21 czerwca) – najdłuższy dzień i najwyżej położone w południe Słońce na północnej półkuli,
• przesilenie zimowe (około 21 grudnia) – najkrótszy dzień i najniższa wysokość Słońca,
• równonoc wiosenna (około 20–21 marca) oraz równonoc jesienna (około 22–23 września) – dzień i noc trwają wtedy mniej więcej tyle samo.

Dokładne daty i godziny zmieniają się nieco z roku na rok, więc jeśli zależy ci na konkretnej chwili, sprawdź aktualny kalendarz astronomiczny.

Jak samodzielnie zobaczyć działanie pór roku

Nie potrzebujesz teleskopu ani specjalistycznej wiedzy. Wystarczy trochę uwagi i regularne obserwacje w tym samym miejscu.

• Mierz cień w południe. Wbij w ziemię patyk albo obserwuj słup czy płot. Latem cień jest krótki, zimą wyraźnie dłuższy, bo Słońce stoi niżej.
• Zapamiętaj miejsce wschodu lub zachodu. Zrób zdjęcie z okna o tej samej porze co kilka tygodni. Zobaczysz, że punkt zachodu Słońca na horyzoncie przesuwa się w ciągu roku.
• Notuj godzinę wschodu i zachodu. Różnica długości dnia między czerwcem a grudniem jest w Polsce bardzo wyraźna.
• Wykorzystaj to w fotografii. Zimą Słońce jest nisko, więc światło miękkie i ciepłe utrzymuje się dłużej w ciągu dnia. Latem najlepsze światło trwa krótko, wcześnie rano i tuż przed zachodem.

Do prostego doświadczenia wystarczy też latarka i piłka. Oświetlaj piłkę prostopadle, a potem pod skosem. Zobaczysz, że w drugim przypadku plama światła jest większa i słabsza, i dokładnie na tym polega różnica między latem a zimą.

Podsumowanie

Pory roku istnieją, bo oś Ziemi jest nachylona i w ciągu roku zmienia się wysokość Słońca nad horyzontem oraz długość dnia. Odległość od Słońca ma tu znikome znaczenie, czego dowodem jest zima w Polsce w czasie, gdy Ziemia jest najbliżej gwiazdy. Następnym razem, gdy ktoś powie, że latem jest cieplej, bo jesteśmy bliżej Słońca, będziesz wiedzieć, jak to wyjaśnić.